一种PCD立铣刀加工工艺的制作方法

一种pcd立铣刀加工工艺
技术领域
1.本发明涉及机加工技术领域，具体涉及一种pcd立铣刀加工工艺。


背景技术：

2.铝合金发动机缸体需加工进气侧面的各凸台面，各凸台面采用机夹pcd刀片双刃立铣刀来加工，双刃刀片立铣刀的结构是：外径为径向切削刃长2mm，刀片宽6mm，内径为无切削刃区，铣削凸台时，采用常规的端面走刀铣刀方式，但是，由于发生夹具压板干涉铣刀落刀点原因，加工凸台时，立铣刀无空档的落刀切削区进行端面走刀铣凸台，只能是从筋条处落刀，进行端面铣削。
3.多年以来，采用现有的工艺方法进行加工，经常发生立铣刀崩刃现象，由于立铣刀需完成整个排气侧所有凸台的铣削加工，刀片崩刃原因一直无法查明，立铣刀的崩刃有时在刚换新刀片加工几十件时发生，有时，到刀片寿命的一半左右时发生，刀片崩刃成了难以解决的难题。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的是提出一种pcd立铣刀加工工艺，旨在解决pcd立铣刀的刀片崩刃的问题。
5.为实现上述目的，本发明提出一种pcd立铣刀加工工艺，用于铣削发动机缸体侧面的凸台和筋条，所述筋条位于所述凸台的旁边，所述凸台的铣削的落刀点为筋条处，所述筋条的待加工尺寸包括深度和长度，所述pcd立铣刀切削刃的径向长度和刀片宽度均小于所述筋条的待加工的长度，所述pcd立铣刀加工工艺包括：
6.获取所述筋条的铣削尺寸；
7.根据所述铣削尺寸，确定工艺参数，所述工艺参数包括多次铣削参数，每一次所述铣削参数包括一次斜铣参数和一次端铣参数，其中，所述斜铣参数包括斜铣深度，多次所述斜铣深度之和等于所述筋条的待加工尺寸的深度；
8.根据所述工艺参数对所述筋条进行铣削。
9.可选地，所述工艺参数包括三次铣削参数，所述三次铣削参数包括第一次铣削参数、第二次铣削参数和第三次铣削参数。
10.可选地，所述第一次铣削参数包括第一次斜铣参数，所述第一次斜铣参数包括第一次斜铣深度，所述第一次斜铣深度为1～3mm；
11.所述第二次铣削参数包括第二次斜铣参数，所述第二次斜铣参数包括第二次斜铣深度，所述第二次斜铣深度为1～2mm；
12.所述第三次铣削参数包括第三次斜铣参数，所述第三次斜铣参数包括第三次斜铣深度，所述第三次斜铣深度为1～2mm。
13.可选地，所述第一次斜铣深度为3mm；
14.所述第二次斜铣深度为1mm；
15.所述第三次斜铣深度为1mm。
16.可选地，所述斜铣参数还包括斜铣的进给量，每一次所述斜铣的进给量相等。
17.可选地，每一次所述斜铣的进给量均为3400mm/min。
18.可选地，所述斜铣参数还包括斜铣的主轴转速，每一次所述斜铣的主轴转速相等。
19.可选地，每一次所述斜铣的主轴转速均为17052rpm。
20.可选地，所述斜铣参数还包括斜铣宽度；
21.所述端铣参数包括端铣宽度。
22.可选地，所述筋条的待加工的长度为10mm。
23.本发明提供的技术方案中，使用pcd立铣刀机夹对发动机缸体的进气侧面的各凸台进行加工时，由于发生夹具压板干涉铣刀落刀点原因，需要先对凸台旁边的筋条进行铣削，在对筋条铣削的过程中，首先获取筋条铣削尺寸，然后根据铣削尺寸确定pcd立铣刀的工艺参数，通过采用多次铣削，并合理控制每次铣削的参数，避免了pcd立铣刀的刀片崩刃的问题，延长了立铣刀的使用寿命。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅为本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
25.图1为本发明提供的pcd立铣刀加工工艺一实施例使用的pcd立铣刀详细尺寸的结构示意图；
26.图2为图1中pcd立铣刀加工的筋条和凸台的结构示意图；
27.图3为本发明提供的pcd立铣刀加工工艺的一实施例的流程示意图。
28.附图标号说明：
29.标号名称标号名称1pcd立铣刀3筋条2凸台
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30.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
33.另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第
二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
34.多年以来，采用现有的工艺方法进行加工，经常发生立铣刀崩刃现象，由于立铣刀需完成整个排气侧所有凸台的铣削加工，刀片崩刃原因一直无法查明，立铣刀的崩刃有时在刚换新刀片加工几十件时发生，有时，到刀片寿命的一半左右时发生，刀片崩刃成了难以解决的难题。
35.鉴于此，本发明提出一种pcd立铣刀加工工艺，以解决现有的工艺易发生刀片崩刃的问题。附图1至3，图1为本发明提供的pcd立铣刀加工工艺一实施例使用的pcd立铣刀详细尺寸的结构示意图；图2为图1中pcd立铣刀加工的筋条和凸台的结构示意图；图3为本发明提供的pcd立铣刀加工工艺的一实施例的流程示意图，以下将结合具体的附图对所述pcd立铣刀加工工艺进行说明。
36.请参照图2和图3，本发明提出一种pcd立铣刀1加工工艺，用于铣削发动机缸体侧面的凸台2和筋条3，所述筋条3位于所述凸台2的旁边，所述凸台2的铣削的落刀点为筋条3处，所述筋条3的待加工尺寸包括深度和长度，所述pcd立铣刀1切削刃的径向长度和刀片宽度均小于所述筋条3的待加工的长度，所述pcd立铣刀1加工工艺包括：s10、获取所述筋条3的铣削尺寸；s20、根据所述铣削尺寸，确定工艺参数，所述工艺参数包括多次铣削参数，每一次所述铣削参数包括一次斜铣参数和一次端铣参数，其中，所述斜铣参数包括斜铣深度，多次所述斜铣深度之和等于所述筋条3的待加工尺寸的深度；s30、根据所述工艺参数对所述筋条3进行铣削。
37.本发明提供的技术方案中，使用pcd立铣刀1对发动机缸体的进气侧面的各凸台2进行加工时，由于发生夹具压板干涉铣刀落刀点原因，需要先对凸台2旁边的筋条3进行铣削，在对筋条3铣削的过程中，首先获取筋条3铣削尺寸，然后根据铣削尺寸确定pcd立铣刀1的工艺参数，通过采用多次铣削，并合理控制每次铣削的参数，避免了pcd立铣刀1的刀片崩刃的问题，延长了立铣刀的使用寿命。
38.进一步地，请参照图3，于本实施例中，所述工艺参数包括三次铣削参数，所述三次铣削参数包括第一次铣削参数、第二次铣削参数和第三次铣削参数，常规采用一次铣削完成加工，加工工艺为：刀具快速移动到端铣凸台2的落刀点，即筋条3的上方，采用立铣刀一次走刀插铣入筯条内，然后横向端面一次走刀，完成凸台2的铣削。插铣筋条3时，切削刃宽度和刀片宽度均小于加工筋条3的宽度，造成刀杆中心挤压工件，挤碎的铝合金再挤压刀片，刀片强度不足引发崩刃。本发明采用三次循环铣削，根据pcd立铣刀1的结构来控制铣削次数和每次铣削的参数，从而避免崩刃。
39.需要说明的是pcd立铣刀1崩刃机理：如图1所示的机夹pcd刀片双刃立铣刀外径为径向切削刃长2mm，内径为无切削刃区，两个刀片端面的刀刃为外高内低非共面状态，切削方式为端铣(横向走刀切削)，不能插铣(轴向进刀铣削)，插铣会造成无切削刃的立铣刀中心部位直接挤压工件，无法切入工件，工件再挤压刀片造成崩刃，本实施例中，立铣刀切入到位筋条3切口尺寸为：深度约5mm，长度约10mm，机夹刀片为焊接pcd刀片，切削刃长2mm，刀片宽6mm，切削刃轴向刀尖与非刃磨部位低点距离1.5mm。插铣筋条3时，切
削刃宽度1.5mm和刀片宽度6mm均小于加工宽度10mm，造成刀杆中心挤压工件，挤碎的铝合金再挤压刀片，刀片强度不足引发崩刃。
40.为了防止崩刃，本实施例采用多次斜铣的加工方法，并且控制每次斜铣的深度，具体地，所述第一次铣削参数包括第一次斜铣参数，所述第一次斜铣参数包括第一次斜铣深度，所述第一次斜铣深度为1～3mm；所述第二次铣削参数包括第二次斜铣参数，所述第二次斜铣参数包括第二次斜铣深度，所述第二次斜铣深度为1～2mm；所述第三次铣削参数包括第三次斜铣参数，所述第三次斜铣参数包括第三次斜铣深度，所述第三次斜铣深度为1～2mm。通过控制每次斜铣的深度在上述范围内，使得立铣刀既能达到铣削的要求，又能解决崩刃的问题。
41.请参阅图2，由于筋条3需要加工的尺寸为深度5mm、长度10mm，因此本实施中，控制所述第一次斜铣深度为3mm；所述第二次斜铣深度为1mm；所述第三次斜铣深度为1mm，立铣刀三次加工的深度之和正好等于筋条3待加工的深度，达到了加工的要求，并且采用三次斜铣的方法，避免刀刃直接一次插铣造成崩刃。
42.为保证待加工件的质量，要有足够的进给量，以使变形能渗透到整个加工件高度。进给量的大小关系到设备重量和功率，关系到加工件质量和生产率。进给量的大小还需考虑待加工工件的材质，本发明待加工的凸台2和筋条3均为铝合金材质，本实施例中，所述斜铣参数还包括斜铣的进给量，每一次所述斜铣的进给量相等，根据待加工件的材质和待加工的工件质量要求，本发明通过设置好每一次相同的进给量，即可达到加工要求，简化工艺，操作方便。
43.进一步地，在设备允许的情况下，应尽量选用大的进给量，本实施例中，所述工艺参数包括多次铣削参数，每一次所述铣削参数包括一次斜铣参数和一次端铣参数，所述斜铣参数还包括斜铣的进给量，每一次所述斜铣的进给量均为3400mm/min，每一次所述端铣的进给量也均为3400mm/min，如此设置可以提高加工效率。
44.可以理解的是，在加工时确定主轴转速是重要的工艺环节，其直接影响到刀具的使用寿命及加工效果，本实施例中，所述斜铣参数还包括斜铣的主轴转速，每一次所述斜铣的主轴转速相等，由于加工同一个筋条3，因此可以设置每次斜铣的主轴转速相同，从而方便操作。
45.需要说明的是，主轴转速的大小设置既跟待加工工件的材料有关，本发明中待加工材料为铝合金材料，又跟立铣刀的刀刃情况有关，一般而言使用刀具直径越大，主轴转速越低，本实施例中，每一次所述斜铣的主轴转速均为17052rpm，每一次所述端铣的主轴转速也均为17052rpm，该数据的设置既考虑到凸台2和筋条3为铝合金的材质又考虑到了立铣刀的刀刃情况，且加工效率高。
46.本实施例提供pcd立铣刀1加工工艺包括多次铣削，以三次铣削为例进行说明，第一次铣削为三轴联动斜铣+端铣，即首先斜铣筋条3，斜铣参数包括斜铣深度，还包括斜铣宽度，然后端面走刀铣削筋条3，所述端铣参数包括端铣宽度；第二次铣削为三轴联动斜铣+端铣，也是先斜铣筋条3再端面走刀铣削筋条3；第三次铣削为三轴联动斜铣+端铣，同样地先斜铣筋条3再端面走刀铣削筋条3，完成三次循环加工，操作简单，且满足加工的需要。
47.下面结合防止崩刃的机理及具体加工工艺参数举例说明工艺流程：在切削筋条3时，用切削刃切削材料，防止无切削刃刀体部位挤压工件，只能用切削刃切削材料，常规的
解决方案是改进立铣刀，把切削刃宽度加大至11mm或增加一把11mm以上的宽刃立铣刀加工落点的筋条3，以上两种方案均会增加刀具成本和加工成本，能否直接使用原刀具解决问题，能否找到另类的创新工艺成了关键，利用刀头与非刃磨部位低点距离1.5mm的刀片结构，只要切削宽度小于6mm或切削深度小于1.5mm，就可以保证用切削刃切除材料，采用“分层三轴联动斜铣+端铣”可保证用切削刃切除材料，为此，可利用筋条3带斜度特点，分三次铣削，第一次三轴联动斜铣深3mm，斜铣筋条3后，横向走刀，去除筋条3未切除的材料，第二次和第三次，三轴联动斜铣筋条3深均为1mm+端铣，完成筋条3和凸台2平面的铣削加工，这就形成了创新工艺：分层“三轴联动斜铣+端铣”循环工艺。
48.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种pcd立铣刀加工工艺，其特征在于，用于铣削发动机缸体侧面的凸台和筋条，所述筋条位于所述凸台的旁边，所述凸台的铣削的落刀点为筋条处，所述筋条的待加工尺寸包括深度和长度，所述pcd立铣刀切削刃的径向长度和刀片宽度均小于所述筋条的待加工的长度，所述pcd立铣刀加工工艺包括：获取所述筋条的铣削尺寸；根据所述铣削尺寸，确定工艺参数，所述工艺参数包括多次铣削参数，每一次所述铣削参数包括一次斜铣参数和一次端铣参数，其中，所述斜铣参数包括斜铣深度，多次所述斜铣深度之和等于所述筋条的待加工尺寸的深度；根据所述工艺参数对所述筋条进行铣削。2.如权利要求1所述的pcd立铣刀加工工艺，其特征在于，所述工艺参数包括三次铣削参数，所述三次铣削参数包括第一次铣削参数、第二次铣削参数和第三次铣削参数。3.如权利要求2所述的pcd立铣刀加工工艺，其特征在于，所述第一次铣削参数包括第一次斜铣参数，所述第一次斜铣参数包括第一次斜铣深度，所述第一次斜铣深度为1～3mm；所述第二次铣削参数包括第二次斜铣参数，所述第二次斜铣参数包括第二次斜铣深度，所述第二次斜铣深度为1～2mm；所述第三次铣削参数包括第三次斜铣参数，所述第三次斜铣参数包括第三次斜铣深度，所述第三次斜铣深度为1～2mm。4.如权利要求3所述的pcd立铣刀加工工艺，其特征在于，所述第一次斜铣深度为3mm；所述第二次斜铣深度为1mm；所述第三次斜铣深度为1mm。5.如权利要求1所述的pcd立铣刀加工工艺，其特征在于，所述斜铣参数还包括斜铣的进给量，每一次所述斜铣的进给量相等。6.如权利要求5所述的pcd立铣刀加工工艺，其特征在于，每一次所述斜铣的进给量均为3400mm/min。7.如权利要求1所述的pcd立铣刀加工工艺，其特征在于，所述斜铣参数还包括斜铣的主轴转速，每一次所述斜铣的主轴转速相等。8.如权利要求7所述的pcd立铣刀加工工艺，其特征在于，每一次所述斜铣的主轴转速均为17052rpm。9.如权利要求1所述的pcd立铣刀加工工艺，其特征在于，所述斜铣参数还包括斜铣宽度；所述端铣参数包括端铣宽度。10.如权利要求1所述的pcd立铣刀加工工艺，其特征在于，所述筋条的待加工的长度为10mm。

技术总结
本发明公开一种PCD立铣刀加工工艺，用于铣削发动机缸体侧面的凸台和筋条，所述筋条位于所述凸台的旁边，所述凸台的铣削的落刀点为筋条处，所述筋条的待加工尺寸包括深度和长度，所述PCD立铣刀切削刃的径向长度和刀片宽度均小于所述筋条的待加工的长度，所述PCD立铣刀加工工艺包括：获取所述筋条的铣削尺寸；根据所述铣削尺寸，确定工艺参数，所述工艺参数包括多次铣削参数，每一次所述铣削参数包括一次斜铣参数和一次端铣参数，其中，所述斜铣参数包括斜铣深度，多次所述斜铣深度之和等于所述筋条的待加工尺寸的深度；根据所述工艺参数对所述筋条进行铣削。本发明采用新工艺加工凸台和筋条，解决了PCD立铣刀长期未解决的崩刃问题。刃问题。刃问题。


技术研发人员：叶雄星
受保护的技术使用者：东风柳州汽车有限公司
技术研发日：2023.04.19
技术公布日：2023/8/24